Neurotech กับโอกาสทางธุรกิจ

บทความนี้สรุปเนื้อหาจาก podcast ของ The Standard หัวข้อ Neurotech ตอน 1 สมอง 84,000 ล้านเซลล์ โอกาสธุรกิจ | Executive Espresso EP.363

การสัมภาษณ์ครั้งนี้ ดำเนินการสัมภาษณ์โดย คุณเคน นครินทร์ นวกิจไพบูลย์ ผู้เข้าร่วมพูดคุย เป็นผู้เชี่ยวชาญสองท่าน คือ

1. ดร. จิรวัฒน์ ตั้งปณิธานนท์ (ดร.ทิว) ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร Quantum Technology Foundation (Thailand) หรือ QTFT
2. ดร. ศิรวัจน์ อิทธิภูริพัฒน์ (ดร. ชอน) หัวหน้าหน่วยวิจัยแนวหน้า ศูนย์วิจัยและนวัตกรรมประสาทวิทยาศาสตร์ สถาบันการเรียนรู้ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

Neuroscience คืออะไร ทำไมต้องรู้

Neuroscience เป็นศาสตร์ที่เราพยายามทำความเข้าใจการทำงานและกลไกของสมอง ว่าตอบโจทย์ด้านพฤติกรรมของมนุษย์อย่างไร เช่น สมาธิ มีการเคลื่อนสมาธิอย่างไร มีกลไกแบบไหน เราสามารถดึงสมาธิไปยังสิ่งที่มารบกวนเราได้อย่างไร โดยใช้ข้อมูลเชิงประจักษ์จากคลื่นสมอง

ดร. ชอนกล่าวว่า ศาสตร์นี้สำคัญกับเราเพราะเราทุกคนมีสมอง ดังนั้นผลจากการศึกษาเรื่องเหล่านี้จึงมีผลกระทบกับเราโดยตรง สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในเรื่อง Healthcare เช่น ตอนนี้เราเข้าสู่ aging society ปัญหาที่พบมากในผู้สูงอายุคือ โรคอัลไซเมอร์ จากสถิติผู้สูงอายุจำนวน 1 ใน 3 มีโอกาสที่จะเป็นโรค MCI (Mild Cognitive Impairment ความผิดปกติเล็กน้อยของความสามารถของสมอง) ทำให้เกิดเป็นโรคอัลไซเมอร์ได้ ซึ่งโรคนี้จะกระทบกับการดำเนินชีวิต ดังนั้นความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับการเกิดโรคและการดูแลจะทำให้เราสามารถเปลี่ยนแปลงการใช้ชีวิต เพื่อชะลอการเกิดได้ หรือกรณีที่เกิดขึ้นแล้วก็ช่วยให้คนที่ต้องดูแลคนป่วยจากโรคนี้สามารถดูแลได้ด้วยความเข้าใจที่ถูกต้อง

อีกกรณีที่พบปัญหามากในสังคมปัจจุบันคือ สมาธิสั้นในเด็ก ซึ่งพบมากขึ้นกว่าสมัยก่อนมาก เนื่องจากปัจจุบันมีการใช้ Multimodal Media (สื่อที่หลากหลาย) ทำให้การจดจ่อของเด็กสั้นลง เมื่อเราเข้าใจว่าอะไรที่เข้ามารบกวนกลไกการทำงานของสมอง จนทำให้เกิดปัญหาเหล่านี้ ก็จะสามารถหาทางป้องกัน ดูแลและรักษาให้ตอบโจทย์ได้

ดร. ทิวมีความเห็นว่า ศาสตร์นี้น่าสนใจเพราะ สมองของมนุษย์ทำให้มนุษย์แตกต่างจากสัตว์อื่นๆ ความเข้าใจนี้จะทำให้ปลดล็อคศักยภาพและวิวัฒนาการ ทำให้มนุษย์เราก้าวข้ามไปอีกขั้นหนึ่งได้ ซึ่งสามารถขยายประโยชน์นอกจากการแพทย์ ไปยังด้านอื่นๆ ได้ เช่น เรื่องการใช้แรงงาน , professional service, ในอนาคตอาจผสมผสานเข้ากับ Metaverse ผลิตเป็น gadget ต่างๆ

อย่างที่เราเห็นตามสื่อต่างๆ มนุษย์เรามีจินตนาการมาตลอดเรื่องการขยายผลเกี่ยวกับแนวทางนี้ เช่น งานของอีลอน มัสก์ (Elon Musk) ที่พยายามฝัง wireless chip ไว้ในสมอง หรืออย่างในซีรียส์ Netflix เรื่อง Black Mirror ต่อไปมนุษย์เราอาจไปถึงขั้นเปลี่ยนความเข้าใจ หรือดึงความจำบางอย่างออกมาจากสมองได้

ผู้เชี่ยวชาญทั้งสองท่านถกกันในประเด็นนี้ว่า ความยากคือ การที่จะประมวลความคิด การตัดสินใจหรือการรับรู้บางอย่าง ในสมองมีการใช้ปฏิกิริยาสื่อสารระหว่างเซลล์ซึ่งซับซ้อนมากๆ เซลล์สมองเซลล์เดียว ไม่สามารถกระตุ้นให้เกิดผลอะไรได้ แต่จะเกิดเมื่อกลุ่มเซลล์อยู่รวมกันเป็นโครงข่าย การที่การทดลองจะไปถึงจุดนั้นได้ ไม่ได้อาศัยแค่เทคโนโลยีอย่างเดียว แต่ต้องผสานความสามารถของโปรแกรม AI และความรู้ด้านประสาทวิทยา เพื่อเป็นแนวทางให้โมเดลที่กำลังพัฒนาทำงานให้ได้เหมือนสมองมากที่สุด

ในงานทดลองของอีลอน มัสก์ เกี่ยวกับ Brain Computer Interface (BCI) หรือการติดต่อกันโดยตรงระหว่างคลื่นสมองของมนุษย์กับเครื่องคอมพิวเตอร์ ในทางจินตนาการคาดหวังไว้ถึงความสามารถที่จะทำงานได้สองทิศทาง คือ อ่าน และเขียนข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์และสมองมนุษย์ ซึ่งการเขียนน่าจะยากกว่า

ถ้าเป็นในแง่ของเครื่องจักร (Machine) ก็ต้องมีการเรียนรู้หาทางทำให้มีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของวัสดุ (เช่นเดียวกับที่เราทำการบันทึกเทป ซีดี แผ่นเสียง) ในทำนองเดียวกันในแง่ของประสาทวิทยาก็จะเป็นเรื่องของ plasticity คือ การเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างเครือข่ายในสมอง ในระดับเซลล์จะมีช่องว่างระหว่างนิวรอนสองตัว เรียกว่า synapse ซึ่งเมื่อนิวรอนสองตัวมาอยู่ใกล้กัน จะมีการสื่อสาร เกิดการผูกกันในช่องว่างนี้ ส่งผลให้เกิดเป็นความจำบางอย่างขึ้นมา

การเกิดของ synapse มีความซับซ้อนมาก ดังนั้นการที่จะไปเขียนลงบนความทรงจำถือเป็นเรื่องซับซ้อนและยากมาก แต่การกระตุ้นให้สมองตื่นตัวนั้นเป็นไปได้ เพราะเป็นแค่การเปลี่ยนสภาวะ (state) ของสมองเท่านั้น การที่จะไปเปลี่ยนแปลงความทรงจำนั้น การทำให้ลืมอาจจะเป็นไปได้ แต่การเขียนเติมเข้าไปอาจจะเป็นเรื่องที่ยังยากมากสำหรับความรู้และเทคโนโลยีในตอนนี้

สมองทำงานอย่างไร อธิบายง่ายๆ

ดร. ชอนอธิบายว่า หน่วยย่อยที่สุดของสมอง คือ นิวรอน ซึ่งนิวรอนอยู่รวมกันในลักษณะที่ไม่ได้เป็นร่างแห แต่มีช่องว่างของมันอยู่ ก็คือ synapse ในนี้มีการส่งสารสื่อประสาทกันระหว่างเซลล์

ยกตัวอย่างเช่น การมองเห็นของคนเรา สมองจะเปลี่ยนสัญญาณแสงไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า เพื่อประทุและสื่อสารซึ่งกันและกัน สัญญาณที่ประทุนั้นเกิดเป็นการรับรู้ภาพ การรับรู้ต่างๆ ของมนุษย์เกิดจากการแปลงสัญญาณต่างๆ ให้เป็นไฟฟ้าในลักษณะนี้ โครงข่ายประสาทของเราเชื่อมต่อกันเป็นลักษณะของ RC Circuit มีไฟฟ้าไหลเวียน คนฉลาดนั้นจะมีการส่งสัญญาณที่เร็วกว่า แต่ก็ขึ้นอยู่กับการคัดเลือกข้อมูลที่เข้ามาในสมองอย่างจำเพาะเพื่อนำไปประมวลผลด้วย เมื่อการประทุระหว่าง synapse เกิดขึ้นซ้ำๆ และเกิดเป็นสารเชื่อมต่อกันระหว่าง synapse จึงเกิดเป็นความทรงจำขึ้น

ความสัมพันธ์ระหว่างความทรงจำกับอารมณ์ มีผลเกี่ยวเนื่องกัน เช่น อารมณ์กลัว เป็นอารมณ์ที่มีส่วนช่วยอย่างมากกับความอยู่รอดของเรา ช่วยให้เราระวังภัย อารมณ์กลัวทำงานร่วมกับความทรงจำทำให้เราตัดสินใจเลือกว่าจะต้องหยุด หรือสู้ หรือหนี แต่ถ้าอารมณ์กลัวเชื่อมกับความทรงจำนี้มากเกินไป ก็จะกลายเป็นโรค PTSD (Post-traumatic Stress Disorder) หรือ ภาวะความผิดปกติทางอารมณ์ที่เกิดหลังพบเหตุการณ์ความเครียดที่สะเทือนใจ หรือเหตุการณ์ความรุนแรง นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างความทรงจำที่เชื่อมกับความพึงพอใจ ความสุข กระตุ้นให้เราเกิดความอยากได้อีก อยากทำอีก อย่างที่เอามาประยุกต์ใช้กันในด้านของ Reward System

พัฒนาการด้าน Neuroscience ในปัจจุบัน

ดร.ทิวอธิบายว่า เทคโนโลยีจับคลื่นไฟฟ้าจากสมองในปัจจุบันมีหลายแบบมาก เริ่มจากการใช้กระแสไฟฟ้า การวัด single cell โดยการผ่าตัดเปิดกะโหลกแล้วต่ออิเล็กโทรดตรงเข้าไปที่นิวรอน เมื่อจับค่าไฟฟ้าแล้วใช้ Machine Learning อ่านสัญญาณต่างๆ ที่เก็บได้ มาตีความว่า แต่ละเซลล์ทำงานอย่างไร ตอบสนองกับตัวกระตุ้นอะไร วิธีนี้เป็นวิธีที่ทำกันแบบดั้งเดิมสมัยแรกๆ ซึ่งทำกับสัตว์

ต่อมามีการพัฒนาเทคโนโลยี multi-arrays มีอิเล็กโทรดหลายอันในชิปอันเดียว  ทำให้สามารถวัดคลื่นสมองจากหลายเซลล์พร้อมกันได้ ปัจจุบันมีเทคนิคอื่นๆ หลากหลายมาก เช่น Calcium-Imaging โดยการเปิดกะโหลกแล้วส่งเชื้อไวรัสเข้าไป เชื้อไวรัสนั้นมีโปรตีนที่จะเข้าไปเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีของสมอง เพื่อให้นิวรอนมีความสามารถในการตอบสนองต่อแสงฟลูออเรสเซนต์ได้ เวลานิวรอนทำงานเราสามารถติดตามการทำงานนั้นได้จากผลการตอบสนองต่อแสงนี้

เทคโนโลยีปัจจุบันนี้สามารถทำได้ถึงระดับ optogenetics ซึ่งเป็นเทคนิคทางชีววิทยาในการใช้แสงควบคุมเซลล์ มีการทดลองสามารถฉายแสงควบคุมให้หนูเลี้ยวซ้ายขวาได้ การทดลองนี้มนุษย์เราทำได้มาเป็นสิบปีแล้ว แต่พอขยับมาสัตว์ชนิดอื่น เช่น ลิง เกิดความยากขึ้น เพราะเชื้อไวรัสชนิดที่ใช้ในหนู ไม่สามารถเกิดผลได้ดีในลิง การควบคุมโดยเทคโนโลยี optogenetics นี้เป็นการควบคุมในทางพฤติกรรมเท่านั้น แต่ยังไม่สามารถเปลี่ยนแปลงในระดับความทรงจำได้

นอกเหนือจากการวัดปฏิกิริยาในสมองที่เป็นการเปิดกะโหลก (Invasive) แล้ว ยังมีการวัดอื่นๆ ที่วัดนอกกะโหลกได้ เช่น EEG Electroencephalography เป็นการวัดคลื่นไฟฟ้าสมองนอกกะโหลก โดยปกติคลื่นไฟฟ้าที่เกิดในเซลล์ จะมีการพุ่งขึ้นมาที่กะโหลกด้วย แต่ผลการวัดจะไม่เหมือนกับเปิดกะโหลกโดยตรง เพราะเป็นสัญญาณที่มีการรวมคลื่นมาแล้วและมีสัญญาณรบกวนปนอยู่มาก

สัญญาณรบกวนนี้แบ่งออกเป็นสองชนิดใหญ่ๆ ได้แก่ สัญญาณรบกวนจากภายนอกสมอง เช่น จากเครื่องมือหรือสภาพแวดล้อม และสัญญาณรบกวนภายใน ซึ่งเกิดระหว่างนิวรอนเอง เรียกว่า Neuronal Noise ซึ่งเป็นการผันผวนเกิดขึ้นแบบสุ่ม จุดนี้เป็นประเด็นที่นักวิทยาศาสตร์สนใจว่า สัญญาณรบกวนภายในที่เกิดขึ้นแบบสุ่มนี้มีความหมายอะไรหรือไม่ สมาธิช่วยลดสัญญาณนี้ได้หรือไม่อย่างไร พบว่าเวลาเราเพ่งสมาธิไปที่จุดต่างๆ ช่วยลดสัญญาณรบกวนนี้ได้

มีการวัดอีกวิธีที่แพร่หลาย คือ MRI ซึ่งเป็นการวัดค่าจากการเปลี่ยนแปลงของออกซิเจนในเลือดที่ไปเลี้ยงสมอง มีความแตกต่างกับ EEG ซึ่งวัดค่าไฟฟ้า ทั้งสองวิธีมีข้อดีข้อด้อยต่างกัน กระแสไฟฟ้ามีความไวกว่า แต่ต้องวัดจุดห่างกัน 1 ซม. จึงมีความหยาบในด้านพื้นที่การวัด ส่วน MRI จะมีความละเอียดกว่าในแง่พื้นที่ แต่การที่จะวัดค่าออกซิเจนได้ต้องใช้เวลามากกว่าในการอ่านค่า ปัจจุบันบางงานวิจัยก็ใช้ทั้งสองวิธีควบคู่กัน

การใช้ประโยชน์จากความรู้ด้าน Neuroscience ในเชิงธุรกิจ

ดร. ทิวมีความเห็นว่า ความเข้าใจด้าน Neuroscience สามารถทำให้ผู้บริหารสามารถเข้าถึงผู้บริโภคในระดับที่ลึกซึ้งขึ้นอย่างมาก เทคโนโลยี BCI ทำให้เข้าถึงความรู้สึกนึกคิดของเราได้โดยตรง เช่น

• การทำงานที่ต้องอาศัยสมาธิอย่างการทำงานกับเครื่องจักร การขับรถ ถ้าหากมีตัววัดต่างๆ ทำงานประสานกันก็จะควบคุมความปลอดภัยได้ดีขึ้น เช่น ใช้เซนเซอร์จับดวงตาจะรู้ว่าคนขับเริ่มง่วงนอน ก็สลับโหมดไปเป็น Auto Pilot หรือเปิดเพลงกระตุ้นให้ตื่นตัวได้ หรือส่งข้อมูลแจ้งเตือนไปยังศูนย์ควบคุม
• การตรวจสมรรถภาพของนักกีฬา มอนิเตอร์ว่าระดับสมองของนักกีฬากำลังอยู่ในสภาวะที่ดีหรือไม่ เพื่อส่งเสริมการฝึกซ้อม
• ในกรณีของ Metaverse ถ้าติด BCI เข้ากับอุปกรณ์ ทำให้ผู้ให้บริการรู้ถึงความรู้สึกนึกคิดของผู้ใช้บริการได้ด้วย
• โครงการอสังหาริมทรัพย์อยากรู้ว่าผู้อยู่อาศัยมีความสุขในการเข้าอยู่อาศัยหรือไม่ จากปกติที่จะใช้วิธีทำแบบสอบถามก็จะสามารถวัดจากสมองโดยตรงได้เลย
• ใช้เทคโนโลยี Internet of Brains (IoB) ซึ่งปัจจุบันเป็นงานวิจัยที่ทำกันมากในญี่ปุ่นและอีกหลายประเทศ ด้วยเทคโนโลยีนี้ทุกอย่างจะสามารถเชื่องโยงผ่านอินเตอร์เน็ต เพียงแค่สื่อสารผ่านสมอง ภาพใหญ่คือ การแปลงสัญญาณสมองเป็นสัญญาณ internet แล้วสื่อสารผ่านคลื่นสมองกันได้เลย

ในอนาคต อุปกรณ์ต่างๆ น่าจะเชื่อมเข้าด้วยกันหมด AI ที่วัดสมองด้วยวิธีแบบนอกกะโหลกมีสัญญาณรบกวนมาก ทำให้มีความจำเป็นต้องใช้ ML (Machine Learning ) ในการแปลงสัญญาณต่างๆ เพื่อที่จะอ่านแล้วนำมาใช้ประโยชน์ได้ แนวโน้มเรื่องอุปกรณ์น่าจะมีออกมาหลากหลายชนิดที่ทำงานประสานกัน เช่นตอนนี้ที่มีสมาร์ทโฟนกับสมาร์ทวอช ทำงานเชื่อมกัน ในอนาคตก็น่าจะมีอุปกรณ์แบบนี้ออกมาอีก

ดร. ชอน เสริมว่าในด้านของ BCI ยังมีเทคโนโลยีที่เรียกว่า Closed Loop BCI เป็นการบันทึกกิจกรรมของระบบประสาทแบบเรียลไทม์เพื่อตัดสินใจว่า เมื่อไหร่ควรกระตุ้นสมองโดยตรงหรือโดยอ้อม ช่วยให้คนเราสามารถมอนิเตอร์สภาวะของตัวเองได้เลย สามารถให้ ML มาอ่านความรู้สึกของเราตอนนั้น แล้วประมวลผลออกมาว่าเรากำลังอยู่ในสภาวะไหน เช่น เครียดหรือง่วง แล้วแสดงผลออกมา เช่น ให้เราได้ยินเสียงหัวใจ เป็น Indicator ให้ตัวเอง เพื่อกระตุ้นให้เราหาทางจัดการตัวเองให้มีความตื่นตัวขึ้นหรือเครียดน้อยลง เพื่อให้ทำงานได้ดีที่สุด

นอกจากนี้ยังใช้วัดการมีส่วนร่วม (Engagement) ได้อีกด้วย ปัจจุบันมีการทดลองใช้จริงแล้ว โดยมีการผลิตเฮดแบนซึ่งสามารถอ่านคลื่นสมองได้ เชื่อมต่อกับโปรแกรมซึ่งวิเคราะห์ได้ว่าคู่สนทนาที่กำลังคุยกัน รับรู้เชื่อมโยงเป็นเรื่องเดียวกันอยู่หรือไม่ โดยวิเคราะห์จากคลื่นสมอง ว่าส่งกระแสไฟฟ้าไปในทำนองเดียวกัน สามารถเอาไปประยุกต์ใช้กับการตรวจสอบการมีส่วนร่วมในกิจกรรมต่างๆ หรือความเข้าใจในการสื่อสารกัน และความเข้าใจในการเรียนรู้ได้

อีกทั้งเรายังสามารถเอา EEG หรือ Eye tracking มาใช้ในการเก็บข้อมูล เพื่อมาวิเคราะห์ในแง่เศรษฐศาสตร์พฤติกรรมได้

Neuroscience ในประเทศไทย ทั้งในภาครัฐและภาคธุรกิจ

ดร. ชอน ให้ความเห็นว่า ตอนนี้ภาครัฐค่อนข้างสนับสนุนทุนทำวิจัย โดยเฉพาะหัวข้อเกี่ยวกับด้านนี้ที่เอาไปทำประโยชน์ทางด้านการแพทย์หรืออุตสาหกรรม นอกจากนี้องค์กรในไทยมีการทำวิจัยร่วมกับศูนย์อื่นๆ ทั่วโลก โดยจะเน้นด้าน Healthcare เป็นหลัก

ส่วนในภาคธุรกิจ หลายธุรกิจเริ่มสนใจ Neuroscience มากขึ้น เช่น ธุรกิจที่ให้ความสำคัญกับเรื่อง well being เพราะเกี่ยวเนื่องโดยตรงกับความเป็นอยู่ ความคิด และความรู้สึกของมนุษย์

ผู้เชี่ยวชาญทั้งสองท่านมีความเห็นว่า ถ้าสามารถผสมผสานองค์ความรู้ทางด้านนี้รวมกับเทคโนโลยีต่างๆ ทำให้เกิดประโยชน์ได้จริง ทางภาคธุรกิจก็จะให้ความสนใจมากขึ้น แต่อยู่ที่เราตั้งโจทย์อย่างไรเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ได้ เช่น การกระตุ้นให้เกิดสมาธิ การกระตุ้นสมองส่วนควบคุมกล้ามเนื้อ เพื่อให้การออกกำลังกายดีขึ้น การกระตุ้นเพื่อส่งเสริมสมอง ชะลอความเสื่อม หรือประโยชน์เรื่องการปรับเปลี่ยนพฤติกรรม เป็นต้น